¿Cómo conducir LED de 700mA a bajo precio?

problema XY.

Su mejor solución de eficiencia desde el punto de vista de la energía y el costo para impulsar una carga de LED de 1A es usar un IC de controlador de LED. Hay muchos para elegir; el Diodes Inc PAM2804 parece satisfacer sus necesidades. Admite atenuación PWM. Estos chips son muy económicos (alrededor de 15 centavos del precio de Digi-Key, la mitad en volumen). Puede controlar hasta 3 de sus LED IR en serie con este chip, ya que su sobrecarga de detección es de solo 100 mV.

Y si cree que 15 centavos es 'caro', considere los problemas térmicos y de eficiencia que no tendrá que resolver usando este IC, y su costo si no lo usara y fuera lineal. Mucho más de 15 centavos.

Independientemente del método de manejo que elija, hay un problema con el uso de PWM chop para controlar la atenuación: esto puede interactuar con la captura de fotogramas y causar efectos estroboscópicos . No estará contento con el resultado si usa PWM directo: su imagen tendrá barras horizontales debido a la interacción del obturador rodante del sensor y la luz pulsante del LED. Este efecto es la perdición de los videógrafos de todo el mundo, y estoy seguro de que no quieres eso en tu cámara de visión nocturna.

En su lugar, considere usar un método de control de CC para modificar la corriente del LED. ¿Como hacer eso? La manera fácil es usar un DAC actual como el Maxim DS4432 . Este dispositivo está controlado por I2C y puede generar o absorber corriente a cualquier nodo. Es como una olla digital (otro método a considerar), pero usa corriente, lo que lo hace mucho más flexible. es diminuto Con alrededor de $ 1 Digi-Key, podría ser un poco caro. Microchip fabrica potenciómetros digitales I2C que cuestan alrededor de 50 centavos Digi-Key.

Una forma más complicada, pero más económica, es usar la salida PWM ESP8266 y filtrarla para hacer una fuente de corriente controlada por PWM para ajustar la unidad. Esto significaría un amplificador operacional y un transistor y algunos pasivos. Incluso podría hacerlo solo con transistores, como una modificación de su fuente actual que está proponiendo.

Otra forma más es elegir un controlador de LED que acepte control de atenuación de voltaje, como el MPS MP2410A . Luego tome el PWM y use un paso bajo pasivo para crear una señal de atenuación. Utilice un PWM de alta frecuencia para minimizar la ondulación y el tamaño de los componentes. Sin embargo, la parte MPS es definitivamente más cara que la PAM2804.

Leí sobre un método para limitar la corriente usando 2 transistores (esquema adjunto a continuación).

Todas las soluciones lineales, resistencias o lo que sea, tendrán la misma eficiencia.

Si enciende el LED a 1A, extraerá 1A de 5V, por lo que son 5W. Si hay 1,6 V en el LED, habrá 3,4 V en el regulador de corriente (sea lo que sea), por lo que el LED obtendrá 1,6 W y el regulador de corriente quemará 3,4 W como calor.

Puede poner dos LED en serie para un total de 3,2 V y usar una resistencia de menor valor. Entonces usa más energía en los LED y desperdicia menos en las resistencias.

O puede obtener un controlador LED de conmutación .

Tienes demasiadas preguntas en una publicación, pero lo intentaré.

Calculó la disipación de la resistencia como si fuera la única carga conectada al suministro de 5V. El LED caerá alrededor de 1,5 V, por lo que la resistencia no verá los 5 V completos. Todavía se disiparía mucho, alrededor de 2.45W.

Con respecto al circuito de corriente constante del transistor, todavía tiene que disipar exactamente los mismos 2.45W. Tan ineficiente como la simple resistencia. Además, necesita algo de energía para funcionar, por lo que será un poco peor que la resistencia simple.

Realmente no puede elegir un hfe, solo obtiene transistores de tolerancia muy diferentes de fábrica, por lo que, en general, un buen diseño funciona con cualquier valor de hfe que tenga el transistor. Entonces, R1 establece la corriente antes de que Q2 se encienda, asumiendo un límite de 0.7A y 0.7V en la base, eso es 1 Ohm. Entonces disipará 0.7W. Esto deja aproximadamente 2,8 V sobre Q1 a 0,7 A, aproximadamente 2 W de disipación, que el transistor no puede manejar, por lo que puede dejar de calcular, ya que el transistor se quemaría.

Si manejara la potencia, vería en las curvas que a 700 mA, el hfe típico es de aproximadamente 70, por lo que con un buen margen, usemos 50, por lo que la corriente base disponible debe ser de al menos 14 mA, y de las curvas, Vbe es aproximadamente 0,9 V, por lo que Vb sería de aproximadamente 1,6 V. La alimentación de 5 V a 1,6 V a 14 mA necesita unos 240 ohmios para R1.

La tolerancia de temperatura sería de aproximadamente 2 mV/°C como máximo según las curvas, de modo que si funcionara, no se desviaría demasiado.

Puede reducir a la mitad sus pérdidas conectando en serie dos LED. Esto le dará una caída de tensión directa combinada de 2,8 a 3,2 V, lo que reducirá sus pérdidas resistivas de un 70 % a un 40 %.

1. ¿ Cómo elegir _hfe ?

Su circuito no será exigente con la _vida . Solo debe asegurarse de que R1 proporcione suficiente polarización para encender Q1 a la corriente máxima requerida.

2. ¿Qué valores se deben usar para R1 y R2?

R2 es fácil.$R_2 = \frac V I = \frac {0.7} I$. Q2 comienza a robar el sesgo de R1 cuando su voltaje base aumenta a aproximadamente 0,7 V.

La base de Q1 estará en alrededor de 2 × 0,7 = 1,4 V, dejando alrededor de 3,6 V en R1. Una corriente base de aproximadamente 1/20 de la corriente del colector debería ser adecuada.

¿Cuánta potencia necesitará disipar el transistor BC337?

$P = VI = (V1 - V_{LED} - V_{R2}) I$. es decir$V_{Q1}\times I$.

¿Es tolerable la sensibilidad a la temperatura? (por ejemplo, 0 - 30° Celsius.)

No puedo pensar en un problema.

El ESP8266 puede emitir una señal PWM. ¿Sería útil para el circuito?

• Sería útil para atenuar.
• Verifique la hoja de datos (ah, pero veo AliExpress en sus enlaces de preguntas, así que apuesto a que puede olvidarse de las hojas de datos), pero podría permitir una corriente más alta si el ciclo de trabajo es limitado. Esto ayudaría a su eficiencia.